Система впорскування палива, інжектор (англ. Fuel Injection System) — основний пристрій системи живлення сучасних бензинових двигунів внутрішнього згоряння. На відміну від карбюраторної системи інжектор вприскує паливо безпосередньо в циліндри чи впускний колектор за допомогою однієї або кількох механічних або електричних форсунок.

В інжекторній системі подачі палива його впорскування до повітряного потоку здійснюють спеціальні форсунки — інжектори.

Сьогодні форсунками керують спеціальні мікроконтролери, цей вид керування називають електронним. Принцип роботи такої системи ґрунтується на тому, що рішення про момент і тривалість відкриття форсунок приймає мікроконтролер, зважаючи на дані, які надходять від датчиків. У минулому, на ранніх моделях системи подачі палива, за контролери слугували спеціальні механічні пристрої.

Класифікація систем впорскування палива

За кількістю форсунок та схемою їх розміщення виділяють системи центрального (одноточкового, моновпорскування) та розподіленого (багатоточкового, групового) впорскування палива. Система центрального впорскування палива забезпечує подачу палива однією форсункою у впускний колектор, а розподіленого - подачу палива окремими форсунками у впускний колектор або безпосередньо у кожен циліндр двигуна.

Центральне впорскування палива здійснюється однією форсункою, розташованою у впускному тракті між очищувачем повітря і дросельною заслінкою. Розпорошене форсункою паливо поєднується з повітрям у впускному колекторі і далі надходить у циліндри двигуна відповідно до порядку їх роботи. Впорскування палива зазвичай здійснюється один або два рази за один оберт колінвалу двигуна, а склад суміші регулюється тривалістю впорскування.

Розподілене впорскування палива здійснюється окремими форсунками до кожного циліндру двигуна.

За місцем подачі палива розрізняють системи впорскування у впускний колектор, впорскування безпосередньо в циліндри двигуна та комбіноване впорскування.

Схема розподіленого впорскування у впускний колектор забезпечує подачу палива на впускний клапан або на перемичку між впускними клапанами.

У системах із прямим (безпосереднім) впорскуванням палива кожна форсунка розміщена в стінці або головці циліндра і подає паливо безпосередньо в циліндр при такті стиснення.

У системах з комбінованим впорскуванням одна форсунка подає паливо у впускний колектор перед впускним клапаном, а друга - безпосередньо в циліндр, в залежності від режиму роботи двигуна.

За принципом подачі розрізняють системи впорскування з безперервною та імпульсною схемами подачі палива.

В імпульсних системах подача палива виробляється порціями (дискретно) у певні моменти положення колінвалу двигуна. Регулювання кількості палива здійснюється шляхом зміни тривалості відкриття форсунки. Системи центрального та значна частина систем розподіленого упорскування є схемами дискретної (циклічної) дії.

У системах безперервного впорскування форсунка працює постійно, регулювання ж складу паливної суміші відбувається зміною тиску впорскування. Безперервна подача палива має низку серйозних недоліків і в сучасних двигунах її не застосовують.

За часом подачі палива розрізняють системи з одночасним, попарно-паралельним (груповим) та фазованим впорскуванням.

Одночасне розподілене впорскування палива забезпечує його подачу у всі циліндри двигуна незалежно від такту, тобто всі форсунки відкриваються одночасно. Одночасне впорскування здійснюють синхронно або асинхронно. При синхронному впорскуванні палива початок його подачі визначається положенням колінчастого валу двигуна. Синхронне впорскування є основним способом подачі палива в системах як центрального, так і одночасного розподіленого впорскування. При синхронному впорскуванні подача палива форсунками зазвичай відбувається один або два рази за кожен оберт колінчастого валу. На деяких режимах (пуск, режим холостого ходу, повне навантаження, режим прискорення) може бути перехід на асинхронний режим, при якому моменти початку впорскування не пов'язані з положенням і частотою обертання колінвалу двигуна, а відбуваються через рівні інтервали часу.

При попарно-паралельному (груповому) впорскуванні половина форсунок впорскують паливо одночасно. Так, у чотирьохциліндровому двигуні при першому оберті колінчастого валу впорскують паливо дві форсунки, а при другому оберті колінвалу - наступні дві форсунки, тобто кожна форсунка подає загальну порцію палива для одного циліндра за два впорскування. Впорскування палива форсунками різних груп відбувається при певному положенні колінчастого валу двигуна двічі за кожен його оберт, незалежно від положення впускних клапанів. Якщо впускний клапан закритий, паливо залишається у впускному колекторі до наступного відкриття впускного клапана даного циліндра.

Подвійне впорскування палива в такій системі здійснюють усі форсунки одночасно при кожному оберті колінвалу двигуна. Однак вони впорскують лише половину необхідної кількості палива.

При фазованому (послідовному) впорскуванні подача палива здійснюється кожною форсункою по черзі, окремо в кожен циліндр після відкриття відповідного впускного клапана, згідно порядку роботи циліндрів двигуна.

За типом регулювання розрізняють системи впорскування з розімкненими ланцюгами керування двигуном і замкнутими зі зворотним зв'язком (λ-зонд).

Принцип роботи

До електронного блоку керування під час роботи системи надходить зі спеціальних датчиків така інформація:

• про позицію та частоту обертання колінчастого валу

• про масову витрату повітря двигуном

• про температуру охолоджувальної рідини

• про позицію дросельної заслінки

• про вміст кисню у відпрацьованих газах (у системі зі зворотним зв'язком)

• про наявність детонації в двигуні

• про напругу в бортовій мережі автомобіля

• про швидкість автомобіля

• про позицію розподільного валу (у системі з послідовним розподіленим упорскуванням палива)

• про запит на включення кондиціонера (якщо такий встановлено на автомобілі)

• про температуру вхідного повітря

Ґрунтуючись на отриманій інформації, контролер керує наступними системами та приладами:

• подачею палива (форсунками й електробензосмоком)

• системою запалювання

• регулятором холостого ходу

• адсорбером системи уловлювання парів бензину (якщо таку встановлено на автомобілі)

• вентилятором системи охолодження двигуна

• системою діагностики

Змінювання параметрів електронного впорскування можливе дуже швидко, оскільки керування відбувається програмно й може враховувати велику кількість програмних функцій і даних з датчиків. Також, сучасні системи електронного впорскування здатні адаптувати програму роботи під конкретний екземпляр ДВЗ, під стиль водіння та багато інших характеристик і специфікацій.

Переваги системи впорскування

• Зменшення витрати палива: збирання інформації, необхідної для роботи двигуна (наприклад, частота обертання, навантаження, температура, положення дросельної заслінки), робить можливим точне узгодження системи як в стаціонарних, так і в динамічних режимах. Завдяки цьому двигун отримую рівно стільки палива, скільки йому необхідно.

• Високе навантаження: використання сучасних систем впорскування дозволяє зробити оптимальний впускний тракт та збільшити крутний момент за рахунок оптимального наповнення циліндрів. В результаті досягаються більш високі потужності та оптимальний крутний момент.

• Динамічне прискорення: системи впорскування на зміну навантаження реагують негайно - при багатоточковому впорскуванні паливо подається до впускного клапану або безпосередньо в циліндр.

• Покращення холодного пуску і прогріву двигуна: шляхом точного дозування палива, в залежності від температури та пускової частоти обертання вдається досягти швидкого пуску та швидкого зростання обертів холостого ходу. Під час прогрівання за рахунок подачі точної кількості палива досягається рівномірна робота двигуна та гарна реакція на збільшення навантаження при мінімально можливій витраті палива.

• Низькотоксичні відпрацьовані гази: концентрація токсичних компонентів знаходиться в прямій залежності від коефіціенту надлишку повітря - система впорскування забезпечує необхідну точність в процесі сумішоутворення.